丹东新一代天气雷达安全运行保障分析

程雷 朱宪龙 卢秉红 樊希彬 张浩楠

摘 要：新一代天气雷达素有超级千里眼之称，为暴雨、台风、冰雹等对工农业和社会影响较大的灾害性天气预警防范提供强大支撑，为更好的服务工农业和社会发展，本文以丹东新一代天气雷达为切入点，通过对辽宁周边省市2010～2020年间新一代天气雷典型达故障情况以及维修保障现状进行分析，对雷达发射机、接收机、天线系统等100多個典型故障中出现的概率及持续时间进行定性和定量分析，旨在缩短故障维修时间、规范维修方法，进一步提高雷达在线率。

关键词：新一代天气雷达；工农业发展；统计数据；保障分析

辽宁省丹东市年降水量相较周边省市率居榜首，多普勒天气雷达自运行以来，在暴雨、台风、冰雹等对工农业影响较大的强对流天气预报、预警发挥了重要的作用。尤其在艳红桃盛花期坐果期、蓝莓、软枣、烟叶及大田玉米生长期的冰雹强对流防范发挥了重要的作用。

长时间运行，使较多部件易出现故障，在其维修时因不能及时排除故障，影响了雷达产品在线率。为能及时排除雷达故障，本文对新一代天气雷达进行系统性分析，了解各种故障出现的原因，统计其概率，从而制定针对性的解决和预防措施。因此，文章在概述统计数据来源的基础上，对故障的统计数据进行全面分析。

1 周边新一代天气雷达的统计数据

文中的统计数据主要是通过“省级运行监控系统平台”获取，选取2010～2020年间新一代天气雷达出现的100多个故障案例，对故障单进行了详细的修正，将其中维护时填写的报障单以及重复保障的报障单排除，并对故障所归属的具体分系统进行归类。通过对故障的排除以及保障等资料进行分析后，能够更好地了解新一代天气雷达出现故障的原因和特点，并掌握容易出现故障部位，提高工作人员的排障能力，使新一代天气雷达更加安全、可靠的运行。

2 周边新一代天气雷达的主要故障统计数据

选取新一代天气雷达类型为S波段和C波段，每个型号的雷达分别有4个。2010年到2020年间新一代天气雷达共出现各类故障124次，其中最多的故障为终端系统故障（32次），对该故障解决比较简单，排障时间最短；伺服系统故障（26次）仅次于终端系统故障，且排障时间也是最长的；通信系统故障的发生次数（24次）则居于第3位，排障时间也较长；信号处理系统故障（22次）和发射系统故障（20次）的发生次数也比较高，排障时间则相对较快。CINRAD/SA型雷达数据流程图见图1。

2.1 终端系统故障

在全部的分系统故障中，故障次数最多的是终端系统故障，达82次。故障主要包括：第一，RDA软件崩溃，造成产品文件出现异常，排障措施为重启对计算机软件，为30次；第二，RPG/PUP软件出现系统崩溃或自动退出，产品文件无法自动生成，为43次；第三，计算机病毒感染或是硬件故障，造成传输软件以及数据处理软件无法正常工作，为9次。以上故障中，除硬件故障较耗时，其余大部分故障只需重启就能够解决。

2.2 通讯系统故障

通讯系统故障共34次，排障比较耗时。该故障与外界关系十分密切，通常由终端机故障、病毒攻击、交换机故障及光纤损坏等引发。最常见的故障是光纤故障，交换机故障次之。为保障新一代雷达的安全运行，需加强保护光纤传输。同时，加强交换机等设备维护，及时查杀病毒，确保通信系统的稳定性。

2.3 伺服系统故障

伺服系统故障为56次，仅次于终端系统故障，且其排障也最耗时。主要集中在：强方位/仰角电机、汇流环碳刷损坏或者是过度磨损、伺服以及方位齿轮箱损坏或漏油等。因长时间不间断运行，造成这些部件受损，伺服及仰角电机为故障“重灾区”，要工作人员对其加强巡查和维护。及时做好电机碳刷和汇流环的清理维护。伺服系统息传输通道图见图2。

2.4 接收机系统故障

接收系统故障26次，其中22次是SA型号雷达发出。故障主要为接收机系统控制板损坏，12次，造成其不能够顺利的完成数据接收。该故障处理措施为重启或更换控制板，可有效排除故障。图像同频干扰问题，出现8次。调整频率源，从新进行数据标定，重启可恢复正常。

2.5 发射系统故障

该故障25次，S型和C型雷达是该故障“高发区”。该故障主要部件为风机、调制器、速调关以及开关组件等，这些部件有些属国家级备件，有些属省级备件，因此导致在故障发生后，需耗费一定的时间调配备件，导致虽该故障次数并不很多，但排故障时间却较长。

3 结论

通过对周边省市新一代天气雷达近10年运行过程中出现的故障开展分类统计，基于统计开展的新一代天气雷达运行和维护保障能力评估分析显示如图3。

通过分析评估总结得出了以下四点结果：一是定期对软件进行检查维护，及时处理软件死机、蓝屏等，以避免雷达产品文件出现异常；二是对方位/仰角电机要加强重视，定期进行系统检查和维护，以有效消除故障隐患，提高使用率；同时对汇流环、电机碳刷定期开展维护和清洁，避免因过度磨损而导致天线故障；三是针对一些长期在高压状态下工作或是长期处于持续工作状态的易损元器件，要做好备份工作，一旦出现可第一时间进行更换处理，从而降低故障的维修时间；四是及时检查光纤、交换机等保障数据传输线路设备的畅通，对基数据及重大天气过程产品定期进行备份。同时，做好UPS和备用发电机的定期维护保养。综合做好各项繁杂而细致的雷达值机工作，保障雷达的安全运行，提升产品在线率和可用性。进而为丹东艳红桃、软枣、烟叶等农业及工业生产和社会化生产提供更加精准的数据产品，提供更加及时科学的服务。

■作者简介：程雷（1981-），男，汉族，辽宁丹东人，学士学历，工程师，从事雷达运行和气象信息技术研究工作。